UNIVERSITAS DIPONEGORO

RANCANG BANGUN MESIN LAS TITIK DAN SOLDERING

UNTUK INDUSTRI RUMAHAN

Diajukan Sebagai Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Strata Satu (S-1)

Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Diponegoro

Disusun oleh:

DADING KALBU ADIE

L2E 606 018

JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS DIPONEGORO

SEMARANG

2011

i

ii

HALAMAN PERNYATAAN ORISINILITAS

Tugas Akhir ini adalah hasil karya sendiri,

dan semua sumber baik yang dikutip maupun yang dirujuk

telah saya nyatakan dengan benar.

NAMA : Dading Kalbu Adie

NIM : L2E 606 018

Tanda Tangan :

Tanggal : Desember 2011

iii

iv

HALAMAN PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI

TUGAS AKHIR UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS

Sebagai civitas akademika Universitas Diponegoro, saya yang bertanda tangan di bawah

ini:

Nama : Dading Kalbu Adie

NIM : L2E 606 018

Jurusan/Program Studi : Teknik Mesin

Departemen : Universitas Diponegoro

Fakultas : Teknik

Jenis Karya : Skripsi

Demi pengembangan ilmu pengetahuan, menyetujui untuk memberikan kepada

Universitas Diponegoro Hak Bebas Royalti Non eksklusif (Non-exclusive Royalty

Free Right) atas karya ilmiah saya yang berjudul:

Rancang Bangun Mesin Las Titik dan Soldering Untuk Industri Rumahan

beserta perangkat yang ada (jika diperlukan). Dengan Hak Bebas Royalti/Noneksklusif

ini Universitas Diponegoro berhak menyimpan, mengalihmedia/formatkan, mengelola

dalam bentuk pangkalan data (database), merawat dan memublikasikan tugas akhir saya

selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis/pencipta dan sebagai pemilik

Hak Cipta.

Demikian pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya.

Dibuat di : Semarang

Pada Tanggal : Desember 2011

Yang menyatakan

Dading Kalbu Adie

NIM. L2E 606 018

v

Kejujuran dan Ketekunan Adalah

Kunci Utama Meraih Kesuksesan

vi

Tugas Akhir ini kupersembahkan kepada:

Kedua orang tuaku (Bapak Sutrisno dan Ibu Sulisyani)

Kakakku (Teguh Prakosa dan Deasy Setyarini)

vii

ABSTRACT

For small industrial welding point is also needed, but the welding point for small scale

are still very rare. While for large-scale welding point is too expensive and require a

great power. In this case the welding point with a low price and small power is needed.

The research method adopted is the literature study after it conducted a survey tool and

then after receiving the results of the survey instrument design will be continued with

the process of making tools. Once the tool is finished running the revision of the image

after it's done testing tool to determine the performance of welding machines. The

purpose of this research is designing a welding machine equipped with a soldering

point for industrial-scale household perawataannya cheap and easy and can find out

the results of the physical welding of welding machine welding machine tersebut.For

know the performance is tested against the plate with a thickness of 1 mm with the press

10, 20, and 30 seconds. Of the three variations of press time the plate is connected

properly, but for optimal press time produce a good quality weld connections of press

time 10 seconds.

Keywords: design, manufacture, performance, connection quality

viii

ABSTRAK

Untuk industri kecil las titik juga sangat dibutuhkan, akan tetapi las titik

untuk skala kecil masih sangat jarang ditemukan. Sedangkan untuk skala besar

las titik terlalu mahal dan membutuhkan daya yang besar. Dalam hal ini las titik

dengan harga yang murah dan daya yang kecil sangatlah dibutuhkan. Metode

penelitian yang dilakukan adalah dengan studi literatur setelah itu melakukan

survey alat kemudian setelah menerima hasil survey alat maka dilakukan

perancangan dilanjutkan dengan proses pembuatan alat. Setelah alat selesai

dibuat maka dilakukan revisi gambar setelah itu dilakukan pengujian alat untuk

mengetahui performa mesin las. Tujuan dari penelitian ini adalah Merancang

sebuah mesin las titik yang dilengkapi dengan soldering untuk skala industri

rumah tangga yang murah dan perawataannya mudah serta dapat mengetahui

hasil pengelasan secara fisik dari mesin las tersebut.Untuk mengetahui

performa mesin las tersebut dilakukan pengujian terhadap plat dengan

ketebalan 1 mm dengan waktu tekan 10, 20, dan 30 detik. Dari pengujian

tersebut dapat disimpulkan bahwa ketiga variasi waktu tekan tersebut plat

tersambung dengan baik,akan tetapi untuk waktu tekan yang optimal yang

menghasilkan mutu sambungan lasan yang baik yaitu waktu tekan 10 detik.

Kata kunci: perancangan, pembuatan, performa,mutu sambungan

ix

PRAKATA

Dari penelitian tentang las titik yang telah penulis lakukan, akhirnya penulis dapat

menyelesaikan Tugas Akhir dengan judul “Rancang Bangun Las Titik dan Soldering

Untuk Industri Rumahan”.

Pada kesempatan ini, dengan segala kerendahan hati penulis mengucapkan

banyak terima kasih kepada:

1. Ir. Yurianto, MT selaku dosen pembimbing I, yang telah membimbing penulis

dengan penuh kesabaran dalam menyelesaikan penyusunan Tugas Akhir ini.

2. Ir. Sumar Hadi Suryo selaku dosen pembimbing II yang telah banyak memberikan

bantuan, masukan dan petunjuk yang bermanfaat.

3. Ir. Sudargana, MT selaku dosen penguji yang telah banyak memberikan bantuan

masukan dan petunjuk yang bermanfaat.

4. Ir. Dwi Basuki Wibowo, MS selaku dosen penguji yang telah banyak memberikan

bantuan masukan dan petunjuk yang bermanfaat.

5. Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu yang telah membantu demi

kelancaran penyelesaian Tugas Akhir ini.

Akhir kata, penulis menyadari masih banyak kekurangan dalam penyusunan

Tugas Akhir ini. Oleh karena itu, penulis membuka pintu selebar-lebarnya bagi

sumbangan saran serta kritik yang bersifat membangun demi keberhasilan semuanya.

Penulis berharap semoga karya ini dapat bermanfaat. Terima kasih.

Semarang, Desember 2011

Penulis

x

DAFTAR ISI

HALAMAN TUGAS AKHIR ........................................................................................... i

PERNYATAAN ORISINILITAS ..................................................................................... ii

HALAMAN PENGESAHAN ........................................................................................... ii

HALAMAN PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI ....................................... iv

ABSTRACT .................................................................................................................... vii

ABSTRAK ..................................................................................................................... viii

PRAKATA ....................................................................................................................... ix

DAFTAR ISI ..................................................................................................................... x

DAFTAR GAMBAR ..................................................................................................... xiv

DAFTAR TABEL .......................................................................................................... xvi

DAFTAR SIMBOL DAN SINGKATAN ..................................................................... xvii

BAB I ................................................................................................................................ 1

PENDAHULUAN ............................................................................................................ 1

1.1 LATAR BELAKANG ............................................................................................. 1

1.2 Tujuan dan Manfaat ................................................................................................. 2

1.2.1 Tujuan ...................................................................................................................... 2

1.2.2 Manfaat .................................................................................................................... 2

1.3 BATASAN MASALAH .......................................................................................... 2

1.4 METODE PENELITIAN ........................................................................................ 3

1.5 SISTEMATIKA PENULISAN ............................................................................... 3

BAB II ............................................................................................................................... 4

DASAR TEORI ................................................................................................................ 4

xi

2.1 Proses Perancangan ................................................................................................. 4

2.1.1 Solusi Untuk Satu Problem Permasalahan .............................................................. 4

2.2 Pengelasan ............................................................................................................... 5

2.2.1 Las Resistansi .......................................................................................................... 7

2.3 Parameter Las Titik.................................................................................................. 9

2.3.1 Arus dan Waktu Pengelasan .................................................................................... 9

2.3.2 Elektroda dan Gaya Elektroda ............................................................................... 10

2.3.3 Waktu Penekanan dan Penahanan ......................................................................... 10

2.4 Proses Las Titik ..................................................................................................... 10

2.4.1 Proses Terjadinya Nugget ...................................................................................... 11

2.5 Sifat Mekanik Las Titik ......................................................................................... 13

2.6 Komponen Las Titik .............................................................................................. 13

2.6.1 Transformator ........................................................................................................ 13

2.6.2 Elektroda ................................................................................................................ 14

2.7 Kriteria Pengelasan Las Titik ................................................................................ 14

2.8 Teori Dasar Listrik ................................................................................................. 15

2.8.1 Arus Listrik ............................................................................................................ 15

2.8.2 Kuat Arus Listrik ................................................................................................... 15

2.8.3 Rapat Arus ............................................................................................................. 16

2.8.4 Tahanan dan Daya Hantar Penghantar .................................................................. 17

BAB III ........................................................................................................................... 18

METODE PENELITIAN ................................................................................................ 18

3.1 Diagram Alir Penelitian ......................................................................................... 19

3.2 Proses Perancangan dan Pembuatan Produk ......................................................... 22

3.3 Prosedur Pengelasan .............................................................................................. 23

xii

3.4 Proses Penyolderan ................................................................................................ 24

3.5 Pengujian Kekerasan ............................................................................................. 24

3.5.1 Prosedur Pengujian Kekerasan .............................................................................. 25

3.6 Pengamatan Struktur Mikro ................................................................................... 27

3.6.1 Peralatan dan Bahan .............................................................................................. 27

3.6.2 Prosedur Pengujian ................................................................................................ 28

BAB IV ........................................................................................................................... 30

HASIL, GAMBAR, DAN SPESIFIKASI TEKNIS ....................................................... 30

4.1 Spesifikasi Desain .................................................................................................. 30

4.1.1 Pemilihan Trafo ..................................................................................................... 30

4.2 Pembuatan Mesin Las ............................................................................................ 31

4.3 Proses Manufaktur ................................................................................................. 33

4.3.1 Tuas........................................................................................................................ 33

4.3.2 Baut Tuas ............................................................................................................... 34

4.3.3 Pencekam Elektroda Atas ...................................................................................... 35

4.3.4 Pencekam Elektroda Bawah .................................................................................. 35

4.3.5 Elektroda ................................................................................................................ 36

4.3.6 Kerangka Mesin ..................................................................................................... 37

4.4 Assembling ............................................................................................................ 38

4.5 Pengujian Pengelasan ............................................................................................ 40

4.6 Pembahasan ........................................................................................................... 40

4.6.1 Pembahasan Hasil Lasan ....................................................................................... 41

4.6.2 Spesifikasi Mesin Las SIR ..................................................................................... 43

4.6.3 Kelemahan Mesin Las Titik Industri Rumahan ..................................................... 33

4.7 Pembahasan Mekanik dan Struktur Mikro Hasil Lasan ........................................ 44

xiii

4.7.1 Hasil Uji Kekerasan ............................................................................................... 44

4.7.2 Analisa Hasil Uji Kekerasan .................................................................................. 45

4.7.3 Hasil Uji Mikrografi .............................................................................................. 45

4.7.4 Pembahasan Hasil Uji Mikrografi ......................................................................... 46

4.8 Spesifikasi Mesin Las TECHNA ........................................................................... 47

4.8.1 Hasil Uji Kekerasan Pada Mesin Las TECNA ...................................................... 48

4.8.2 Pembahasan Hasil Uji Kekerasan .......................................................................... 48

4.9 Hasil Uji Mikrografi Mesil Las TECNA ............................................................... 49

4.9.1 Pembahasan Hasil Uji Mikrografi Pada Las TECNA……………………………50

4.10 Perbandingan Hasil Lasan Antara Mesin Las TECHNA dengan Las Titik SIR…50

BAB V ............................................................................................................................. 52

PENUTUP ....................................................................................................................... 52

5.1 Kesimpulan ............................................................................................................ 52

5.2 Saran ...................................................................................................................... 52

DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................................... 53

xiv

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Diagram alir proses perancangan [2]. ........................................................... 4

Gambar 2.2 Pengetahuan yang dipakai pada proses perancangan [2] .............................. 5

Gambar 2.3 Jenis Sambungan Pada Patri [4] .................................................................... 6

Gambar 2.4 skema las titik [4] .......................................................................................... 8

Gambar 2.5 Siklus Las Titik [9] ........................................................................................ 9

Gambar 2.6 Tahap Pengelasan Resistansi ........................................................................ 9

Gambar 2.7 Proses Kerja Las Titik [11] ......................................................................... 11

Gambar 2.8 Kurva pertumbuhan hasil lasan [11] ........................................................... 12

Gambar 2.9 Proses terjadinya hasil lasan [11] ................................................................ 12

Gambar 2.10 Skema Transformator [1] .......................................................................... 14

Gambar 2.11 Kerapatan arus listrik. [1] .......................................................................... 16

Gambar 3.1 Diagram Alir Metode Penelitian ................................................................. 20

Gambar 3.2 Diagram Alir Proses Perancangan dan Pembuatan Produk ........................ 20

Gambar 3.3 Nomenklatur Las Titik ................................................................................ 22

Gambar 3.4 (a) Alat Uji Kekerasan Vickers (b) Pengamatan Indentasi ......................... 24

Gambar 3.5 Diagram alir pengujian kekerasan vickers .................................................. 25

Gambar 3.6 Optical microscope ...................................................................................... 26

Gambar 3.7 Benda Uji..................................................................................................... 27

Gambar3.8 Diagram alir pengujian mikrografi ............................................................... 28

Gambar 4.1 Desain las titik SIR ...................................................................................... 29

Gambar 4.2 Transformator .............................................................................................. 30

Gambar 4.3 Diagram circuit las titik SIR........................................................................ 31

Gambar 4.4 Diagram Alir Pembuatan Mesin Las ........................................................... 31

Gambar 4.5 Bagian – bagian Alat Las ............................................................................ 32

Gambar 4.6 Tuas ............................................................................................................. 33

Gambar 4.7 Pencekam Elektroda Atas............................................................................ 34

Gambar 4.8 Pencekam Elektroda Bawah ........................................................................ 35

Gambar 4.9 Elektroda ..................................................................................................... 35

xv

Gambar 4.10 Kerangka Mesin ........................................................................................ 36

Gambar 4.11 Alat Las Setelah Assembling .................................................................... 37

Gambar 4.12 Hasil Lasan dengan waktu tekan 10 detik ................................................. 39

Gambar 4.13 Hasil Lasan dengan waktu tekan 20 detik ................................................. 41

Gambar 4.14 Hasil lasan dengan waktu tekan 30 detik .................................................. 42

Gambar 4.15 Gambar logam dasar.................................................................................. 42

Gambar 4.16 Gambar Daerah HAZ ................................................................................ 45

Gambar 4.17 Hasil lasan (nugget) ................................................................................... 46

Gambar 4.18 Mesin las TECNA ..................................................................................... 46

Gambar 4.19 Logam dasar .............................................................................................. 47

Gambar 4.20 HAZ ........................................................................................................... 49

Gambar 4.21 Hasil lasan ................................................................................................. 50

xvi

DAFTAR TABEL

Tabel 1 Kemampuan Hantar Arus (KHA) [1]................................................................. 16

Tabel 2 Spesifikasi Trafo ................................................................................................ 30

Tabel 3 Spesifikasi Mesil Las Titik ................................................................................ 43

Tabel 4 .Hasil uji kekerasan pada nugget pengelasan portable spot welding ................ 44

Tabel 5 Spesifikasi Mesin Las TECNA .......................................................................... 47

Tabel 6 Hasil uji kekerasan pada nugget pengelasan las TECNA ................................. 48

Tabel 7 Perbandingan spesifikasi las titik SIR dan TECNA........................................... 51

Tabel 8 Perbandingan Hasil Lasan Antara Mesin Las Titik SIR dan TECHNA ........... 51

xvii

DAFTAR SIMBOL DAN SINGKATAN

Notasi Keterangan Satuan

A Luas Penampang m2

Cos Sudut Fasa Arus Derajat

H Jumla Panas Yang Dihasilkan Joule

I Arus Ampere

Ip Arus Primer Ampere

Is Arus Sekunder Ampere

J Rapat Arus A/M M3

Np Jumlah Lilitan Primer

Ns Jumlah Lilitan Sekunder

P Daya kW, Hp

Pp Daya Primer kW

Ps Daya Sekunder kW

Q Muatan Listrik Coulomb

R Resistansi Ohm

V Tegangan Listrik Volt

Vp Tegangan Primer Volt

Vs Tegangan Sekunder Volt

Wp Energi Pada Lilitan Primer Joule

Ws Energi Pada Lilitan Sekunder Joule

Η Efisiensi Travo %

Tahanan Jenis Kawat mm²/m